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OSPF完全总结

OSPF--开放式最短路径优先

概述:

链路状态路由协议OSPF--开放式最短路径优先

概述:

链路状态路由协议

HELLO报文--建立邻居关系

路由器之间发送LSA(链路状态通告)

组播发送ospf报文、或单播

触发更新(LSDB-链路状态数据库更新周期30min)

支持无类IP地址(VLSM--不连续子网、CIDR--手工汇总)

基于IP协议---协议号89

支持多区域划分

支持验证--明文、MD5

OSPF报文:

HELLO

DBD:

数据库描述报文

LSR:

链路状态请求

LSU:

链路状态更新

LSACK:

链路状态确认

 

Router1---------------------Router2

1、<-------hello-------->

组播更新、协商建立邻居的参数

Hello报文组成:

版本--2

报文类型--1

长度--

Router-id:

32bit---路由器标识(ospf无环的基本要素之一)

1、手工配置Router-id

2、自动学习

---优先使用已激活的loopback接口IP地址中最大的

---其次选择已激活的物理接口IP地址中最大的

注意:

不同进程OSPF-router-id不可以相同

当OSPF进程激活后,Rotuer-id不会被自动选举抢占

当OSPF进程已经形成邻居关系,手工配置Router-id也不可以抢占,只有未建立邻居关系的进程才可以直接使用手工配置修改Router-id。

已经形成邻居关系的OSPF进程需要形成邻居关系需要补充命令:

clearipospfprocess

整个网络中不可以出现Router-id相同的两台路由器

*区域ID:

32bit(可以使用10进制或者点分十进制标识)

*验证类型+验证内容:

0--不验证、1--明文验证、2--MD5验证

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++

(以上为OSPF公共报文头部)

*路由器接口地址掩码:

*hello周期10s/30s

*选项--特殊区域标识

路由器优先级:

(用于选举DR\BDR路由器使用)

*邻居死亡时间40s/120s

DR路由器接口IP地址

BDR路由器接口IP地址

邻居路由器Router-id列表

形成邻居关系的条件:

发送hello---接收hello---接收的hello报文中邻居路由器router-id列表要包含自己router-id

********************************************

2、形成邻接关系,更新链路状态信息

<---------DD--------->

FLAG3bit

---init:

第一次发送DD报文时,值为1

---more:

后面还有DD报文时值为1

---M/S:

主从关系标识位M-1S-0

序列号:

用于DD报文隐式确认

 

在init值为1的DD报文发送时选举主路由器(Routerid最大的路由器作为master,另一个作为slave),主路由器发送DD报文使用的序列号,从路由器在返回DD报文时,使用相同的序列号,主路由器下一次发送DD报文时,序列号加一,以此类推。

DD报文内容:

LSA头部信息----总和就是路由器LSDB的摘要信息

<----------LSR----------->

LSR报文内容:

共有头部

请求的LSA类型

LSA-id

LSA发布路由器的Router-id

<----------LSU----------->

LSU报文内容:

共有头部

发送LSA更新的数量

LSA详细内容

<----------LSACK--------->

确认收到的LSA

主要包含了收到LSA的头部信息

所有发送的LSR都收到了LSU,并且返回LSACK,邻接关系建立完成。

*********************************************

 

OSPF状态机:

1、down---OSPF未激活或邻居不存在

2、Init---发送hello报文

3、2-way---邻居关系形成

4、exstart---交互初始化DD报文(用于选举主从关系)

5、exchange---交互DD报文

6、loading---发送LSR并等待LSU

7、full---接收到LSU并返回LSACK

补充:

在非广播链路上,down状态之后会经过attempt状态,寻找邻居。

OSPF第一张表:

邻居表---建立邻居关系时形成

showipospfneighbor

OSPF第二张表:

拓扑表(链路状态数据库)---在邻接状态下完成

showipospfdatabase

OSPF第三张表:

路由表---通过SPF算法从拓扑表中选择所有到达目标的最佳路径

showiprouteospf

 

LSA更新:

1、首先比较接收的LSA(new-lsa)与本地LSDB中已存在的LSA(old-lsa),如果linkstateid不同:

---将new-lsa存放进LSDB,返回LSACK,并将new-lsa泛洪到其他邻居路由器。

最后延迟一段时间运行SPF算法计算最佳路径。

如果linkstateid相同,则执行第二步:

2、比较两个LSA的序列号

——————————————————————

序列号:

0x80000001------0x7fffffff

每当LSA更新一次序列号加1或者每当30分钟泛红一次序列号加1

序列号值越大说明LSA越新

序列号表示使用有符号补码

-7fffffff-------+7fffffff

当序列号增加到最大值,路由器将这条LSA的老化时间设置为60分钟(LSA老化时间),在所有的路由器上将删除这条LSA,然后重新更新。

——————————————————————

new-lsa-seq=old-lsa-seq

忽略这条LSA,返回LSACK

new-lsa-seq>old-lsa-seq

添加到LSDB执行步骤1

new-lsa-seq

忽略这条LSA,并且将本地old-lsa-seq封装在LSU中返回给发送方。

 

在多路型访问网络中需要选举DR\BDR,目的简化邻接关系、节约资源。

DR:

LSA更新到该多路访问网络中的所有路由器

BDR:

DR的备份路由器,不会主动发送更新

DRother:

LSA更新到DR或BDR路由器中

发送更新的目标地址:

DR---224.0.0.5(所有运行OSPF的路由器)

BDR---224.0.0.5

DRother---224.0.0.6(运行OSPF的路由器并且被选举为DR或BDR)

DR,BDR选举

1、先比接口优先级,越大越优

2、如果优先级相同,则比较Router-id,越大越优

稳定大于一切

注意:

路由器建立新的邻居关系,首先会等待一个waiting时间(40s),如果在waiting时间超时之前接收到hello报文中已包含DR或BDRip地址,则计时器停止计时,新路由器成为DRother(无论优先级多高或Router-id多大),如果40s内未发现DR或BDR则根据接收到的所有HELLO报文中邻居路由器的优先级和Router-id选择DR或BDR。

若优先级为0,则无论如何也不能成为DR或BDR。

 

ospf网络类型:

loopback---在OSPF中发布更新时掩码为32位

P2P---路由器接口运行HDLC\PPP\帧中继点到点子接口

broadcast---路由器接口为以太口或令牌口等等支持广播的接口

NBMA---路由器接口为帧中继主接口或帧中继点到多点子接口或ATM接口等等

V-link---在多区域非直连时使用

以上5中网络类型是OSPF默认情况下会出现的网络类型

 

P2P

邻居关系建立:

自动建立

DR/BDR:

不选举

Hellotime/deadtime:

Hello10,Dead40,Retransmit5

broadcast

邻居关系建立:

自动建立

DR/BDR:

选举

Hellotime/deadtime:

Hello10,Dead40,Wait40,Retransmit5

NBMA

邻居关系建立:

不能自动建立

DR/BDR:

选举

Hello30,Dead120,Wait120,Retransmit5

NBMA网络如何建立邻居关系:

1、手工指定单播建立邻居

routerospf

neighborx.x.x.x(邻居接口IP地址)

2、修改接口网络类型

ipospfnetwork

broadcast广播型

non-broadcastNBMA

point-to-point点到点

point-to-multipoint点到多点

point-to-multipointnon-broadcast点到多点非广播

(1)修改网络类型为broadcast

所有特性等同于广播型网络

*********************************************

注意:

在NBMA或broadcast网络类型中,多路访问网络最好是全互联的,否则必须修改接口优先级,设置中间路由器(能够连通所有分支的路由器)为DR,否则邻居关系混乱,路由条目无法学习。

当中间路由器设置为DR,其他分支路由器设置为DRother时,另需要在DRother上添加Fr-map映射,否则路由条目可以学习,但是数据无法传递。

*********************************************

(2)修改网络类型为点到多点

邻居自动建立

Hello30,Dead120,Wait120

邻居关系正常

路由正常

数据通信正常

补充:

修改网络类型为点到多点非广播

邻居关系需要手工建立

其他同上

(3)修改网络类型为点到点

需要划分帧中继子接口

点到点子接口---默认OSPF网络类型为P2P

点到多点子接口\___默认OSPF网络类型为

默认的帧中继主接口/NBMA,需要手工修改

Rotuer1------Rotuer2邻居关系?

路由正常?

broadcastNBMA需要修改周期正常

broadcastP2P可以X

broadcastP2MP需要修改周期X

NBMAP2P需要修改周期X

NBMAP2MP可以X

P2PP2MP需要修改周期正常

邻居关系建立的条件:

hello报文中标*的内容,要求必须相同,否则相邻的路由器无法建立邻居关系。

 

OSPF多区域:

常用名词

骨干区域---area0

普通区域---除了area0其他区域都是普通区域

骨干区域内部路由器---路由器所有接口都属于AREA0

普通区域内部路由器---……

ABR---区域边界路由器(路由器上既有属于area0的接口又有属于普通区域的接口)

ASBR---自治系统边界路由器(运行了两种或两种以上的路由协议,并且在OSPF中引入了其他协议的路由信息)

 

LSA类型

1、一类LSA---RouterLSA

2、二类LSA---NetworkLSA

3、三类LSA---SummaryLSA

4、四类LSA---ASBRSummaryLSA

5、五类LSA---AS外部LSA

7、七类LSA---NSSA区域中AS外部LSA

OSPF路由等级

1、OSPF区域内部----O

2、OSPF区域间----OIA

3、OSPF自治系统外部---OE1/E2

4、OSPF特殊区域NSSA区域自治系统外部---ON1/N2

一类LSA

查看:

shipospfdatabaserouter

描述:

用于标识本路由器上直连的网段,接口,cost,邻居等等

发布者:

每一台运行OSPF协议的路由器都会生成

传播范围:

只能在本区域内部传递

内容:

(LSAage---max60分钟

选项---标识特殊区域等等使用

LSA类型

LSAid---一类LSA为发布路由器的Router-id

通告路由器----发布路由器的Router-id---防环关键

序列号

校验和

长度

LSA数量)

---->LSA公有头部

Link描述:

transit,stub,anotherRouter

linkid:

可能是DR地址,接口网段,邻居路由器的Router-id

LinkData:

连接DR的接口地址,掩码,连接邻居的接口地址

metric:

接口度量值

 

二类LSA

查看:

shipospfdatabasenetwork

描述:

标识DR路由器的IP地址,以及连接到这个DR所有邻居路由器的Router-id

发布者:

DR

传播范围:

区域内

内容:

LS类型---NetworkLSA

LSid----DR路由器的接口IP地址

……

掩码

所有邻居路由器Router-id列表

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

由ABR收集区域内1类、2类LSA计算本区域内部LSDB选择最佳路径,一边存放进路由表中,一边将这些路由条目生成一种新的LSA发布到其他区域中。

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

三类LSA

查看:

shipospfdatabasesummary

描述:

不同区域的路由信息

发布者:

ABR发布

传播范围:

区域间(除特殊区域)

内容:

LS类型:

SummaryLinks(Network)

LinkStateID:

网络地址(路由表中的网段)

……

掩码

metric

注意:

普通区域产生的3类LSA只可以直接传给骨干区域

普通区域之间3类LSA不可以直接互传

普通区不可以将从area0收到的3类LSA再重新传递到area0

骨干区域从普通区域收到的3类LSA,不可以直接在这个ABR上再重新传递到普通区域中

----->区域间算法类似与水平分割

 

四类LSA

查看:

showipospfdatabaseasbr-summary

描述:

描述ASBR路由器所在的位置

发布者:

ABR

传播范围:

区域间

内容:

LS类型:

ASBR--summarylsa

LinkStateID:

ASBR路由器的Router-id

……

掩码--全0

metric--从发布者到达ASBR路由器的cost

 

五类LSA

查看:

showipospfdatabaseexternal

描述:

其他路由器或进程或自治系统发布的路由条目

发布者:

ASBR

传播范围:

所有区域(除了特殊区域)

内容:

LS类型:

ASExternalLink

LSID:

网络地址(引入的外部路由网络地址)

掩码:

MetricType:

2(Largerthananylinkstatepath)

Metric:

20

ForwardAddress:

x.x.x.x

ExternalRouteTag:

1、度量类型

E1---SPF算法计算该路由会叠加OSPF内部路径度量值

E2---SPF算法计算该路由不会叠加OSPF内部路径度量值

默认E2

2、转发地址

---0.0.0.0:

需要发布者ASBR可达

---x.x.x.x具体地址:

如果转发地址不可达,则这条LSA不会生效

外部路由的出口被OSPF宣告

没有将这个出口设置为被动接口

该接口OSPF网络类型为广播或NBMA

满足以上三个条件则转发地址为一个具体地址。

(即引入的外部路由信息的下一跳地址)

O>OIA>OE1>OE2

OSPF虚链路

area#(传输区域)virtual-linkx.x.x.x(需要建立连接的对端路由器Router-id)

在虚链路两端可以建立邻居关系,但是邻居关系没有死亡时间;

通过v-link发现的LSA标记DNA(do-not-age),该LSA没有超时时间;

除非这条v-link关联的对端Router在LSDB中不可达,则邻居关系消失;

或者DNA的LSA通告路由器的Router-id不可达,这个DNA-LSA失效;

 

OSPF汇总路由:

区域间汇总--

自治系统间汇总--

area边界汇总:

在ABR路由器上

area1rangex.x.x.xx.x.x.x

(默认)advertise---通告汇总路由,抑制明细路由

cost---修改汇总路由的cost值

not-advertise---同时抑制汇总和明细路由

配置汇总路由的ABR上会产生指向NULL0口的防环路由;

ABR路由器只能汇总本路由器直连区域的路由信息;

OSPF汇总路由的度量值以明细路由中最小值为准;

ASBR(自治系统边界)汇总

summary-addressx.x.x.xx.x.x.x

not-advertise---不通告汇总路由

tag---为引入的外部路由信息打标记

普通区域或骨干区域引入的外部路由只可以在ASBR上汇总

 

OSPF特殊区域:

stub区域

完全stub区域

notsostubarea(NSSA区域)

完全NSSA区域

一、stub区域

过滤5类LSA(同时也过滤4类LSA)

stub区域中不可以存在ASBR

虚链路不可以穿越stub区域

配置stub区域:

routerospf100

area1stub

注意:

所有属于stub区域的路由器都必须配置stub参数,否则相邻的路由器无法建立邻居关系。

配置完stub区域的路由器会产生一条缺省路由,指向ABR,由ABR路由器发布的3类LSA;

 

二、完全stub区域

过滤3、4、5类LSA

其他特性与stub区域相同

配置完全stub区域

在ABR路由器上:

routerospf100

area1stubno-summary

在区域内部路由器只设置stub标记即可。

区域内部路由器只会产生一条3类LSA发布的路由--缺省路由

注意:

area0不可以是任何一种特殊区域

三、notsostub区域NSSA

过滤5类LSA(同时也过滤4类LSA)

可以存在ASBR---引入的外部路由为7类LSA发布到NSSA区域中,在NSSA区域的ABR上将7类LSA转变成5类的LSA发布到骨干区域中。

虚链路不可以穿越NSSA区域;

 

配置:

routerospf100

area1nssa

不会自动产生默认路由,需要手工配置:

area1nssadefault-information-originate

通过手工配置NSSA区域发布的缺省路由为7类外部路由。

如果添加no-redistribution参数:

则在ABR上引入的外部路由也不会发布到nssa区域中,否则nssa区域中会出现多余的外部路由。

 

四、完全的NSSA区域

过滤3、4、5类LSA,其他特性与NSSA区域相同;

配置:

routerospf100

area1nssano-summary---只需要在ABR配置

nssa区域内部路由器配置area1nssa;

由ABR路由器向NSSA区域内部路由器发布3类缺省路由。

 

发布缺省路由:

1、在ospf进程模式下:

default-informationoriginate

---必须在本路由器已存在一条缺省路由的情况下才可以使用,路由器发布一条5类的缺省路由到其他路由器上。

如果本地路由器上没有配置缺省路由。

则需要添加:

always参数;

2、stub区域中由ABR向stub区域中发布的3类LSA;

3、完全stub区域中由ABR向完全stub区域中发布的3类LSA;

4、nssa区域中需要手工配置由ABR发布7类LSA到nssa区域中;

5、在完全nssa区域中自动有ABR路由器发布3类LSA到完全NSSA区域中。

 

OSPF负载均衡:

在路由等级相同的情况下,只比较COST。

O>OIA>OE1>OE2

N1>N2

OSPF被动接口:

routerospf100

passive-interface<接口名称>

被设置为被动接口将不再发送hello报文,一般用于连接主机的接口和连接其他自治系统的接口上。

OSPF验证:

明文验证

1、创建密钥(接口)

ipospfauthentication-key***

2、应用验证

--应用于接口

ipospfauthentication

--应用在区域(同时应用在该路由器上属于该区域的接口)

area#authentication

MD5验证

1、创建密钥(接口)

ipospfmessage-digest-keymd5****

2、应用密钥

--接口

ipospfauthenticationmessage-digest

--区域

area1authenticationmessage-digest

V-LINK验证:

area1virtual-linkx.x.x.xauthentication-key

---设置明文验证密钥

area1virtual-linkx.x.x.xmessage-digest-key

---MD5验证密钥

area1virtual-linkx.x.x.xauthentication

---激活明文验证

area1virtual-linkx.x.x.xauthenticationmessage-digest

---激活MD5验证

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